艾比湖湿地芦苇根际土壤氨氧化古菌的多样性和群落结构

【目的】旨在揭示耐盐植物芦苇根际与非根际土壤AOA群落结构间的差异,为深入研究盐生植物根际土壤微生物与耐盐性之间的关系提供理论基础。【方法】应用高通量测序技术以氨单加氧酶基因(amoA)为分子标记,对新疆艾比湖湿地荒漠生态系统不同季节(春、夏、秋)芦苇根际与非根际土壤氨氧化古菌(AOA)的多样性和群落结构进行研究。【结果】结果表明,不同季节芦苇根际土壤AOA多样性和丰富度存在差异,相比非根际土壤,夏季和秋季芦苇根际土壤AOA多样性较低丰富度较高,春季多样性较高丰富度较低。芦苇根际土壤中AOA的多样性为春季夏季秋季。AOA群落组成分析表明,土壤样品中AOA群落主要集中在泉古菌门(Crenarchaeota)和奇古菌门(Thaumarchaeota),其中泉古菌门为主要优势菌门。RDA分析表明,含水量(SM)、有机质(SOM)、总氮(TN)和pH是影响芦苇根际土壤AOA群落多样性和丰富度的主要环境因子。【结论】不同季节芦苇根际土壤AOA多样性及丰富度存在差异,相比非根际土壤,芦苇根际土壤AOA更丰富。     

长链非编码RNA(lncRNA)在氧化型低密度脂蛋白诱导血管内皮细胞损伤中表达谱的变化

目的:探讨长链非编码RNA(long noncoding RNA,lnc RNA)在氧化型低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein,ox-LDL)诱导的损伤人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVEC)与正常HUVEC中表达谱的差异。方法:采用lnc RNA芯片检测ox-LDL诱导的损伤HUVEC与正常HUVEC中lncRNA及mRNA的表达差异,筛选出HUVEC损伤相关的lncRNA。结果:相对于正常HUVEC,在ox-LDL诱导的损伤HUVEC中表达上调和下调超过2倍的lncRNAs和m RNAs分别有139种和113种,上调和下调超过4倍的lncRNAs和mRNAs分别有35种和28种。结论:与正常HUVEC比较,ox-LDL诱导的损伤HUVEC中lncRNA的表达谱显著变化,lncRNA可能在血管内皮细胞损伤过程中发挥一定作用。     

NH_4~+-N、TN、TP和DO对泥鳅的氧化损伤作用研究

目的:水体富营养化给渔业的发展造成严重的负面影响,成为全球瞩目的环境问题之一。方法:本研究利用泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)作为实验生物,选择氨氮(NH4+-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和溶解氧(DO)含量作为富营养化水体的影响因素。研究富营养化水体中NH4+-N、TN、TP和DO含量对泥鳅抗氧化酶活性和脂质过氧化水平的影响,旨在阐明富营养化水体对鱼类的氧化损伤作用。结果:随着水体中NH4+-N、TN、TP和DO含量的增加,泥鳅的SOD活性显著降低(P0.05),MDA含量显著增加(P0.05)。与正常的DO水平相比,水中高浓度和低浓度的氧含量都会造成SOD活性的显著下降(P0.05)和MDA含量的显著上升(P0.05)。其中NH4+-N和DO的影响最大。结论:富营养化水体对鱼类的危害与其造成的鱼类氧化损伤有直接关系,实验的开展为富营养化水体的生物监测与评价具有一定指导作用。     

利用RNA-seq技术分析淹水胁迫下转BnERF拟南芥差异表达基因

为探究淹水胁迫下BnERF调节的耐淹防御相关途径,应用RNA-seq技术,对淹水6小时后的拟南芥(Arabidopsis thaliana)野生型(WT)和转BnERF株系(E33)幼苗进行基因表达分析。结果表明,淹水3天后,E33表现出较强的耐淹性,地上部生长状况和根系发育均明显强于野生型。E33幼苗未淹水处理时相对于野生型单独上调的基因有9个,4个为膜结合蛋白,其中2个参与MAPK级联途径,其它5个参与氧化胁迫及水分调节途径;与未淹水野生型相比,无论是未淹水处理还是淹水6小时后的E33幼苗中缺氧响应、抗氧化防护及细胞、器官发育相关基因的表达量均上调。另外,淹水6小时后E33的差异基因并未完全覆盖淹水6小时后野生型的差异基因;E33幼苗中缺氧响应、氧化胁迫响应、能量的产生与转变、乙醇代谢途径中的基因以及乙烯响应因子基因的表达量都明显高于野生型。上述结果表明,BnERF直接或间接调节植物的淹水胁迫相关生理代谢途径,参与淹水胁迫的防御过程。     

盐分对湿地甲烷排放影响的研究进展

当前在全球气候变化和人类活动双重作用下,湿地正在或者将要面临着显著的盐分变化形势,尤其是内陆和滨海咸化湿地。湿地是大气甲烷的重要排放源。甲烷排放是甲烷产生、氧化和传输过程综合作用的结果。盐分变化将影响湿地水-土环境,降低植物群落初级生产力和有机物积累速率,改变微生物主导的有机物矿化速率和途径等,进而改变湿地生态系统的结构和功能,影响湿地甲烷产生、氧化、传输和排放系列过程。本文综述了盐分(浓度与组成)对湿地甲烷产生与排放的影响结果,从底物供给、微生物(产甲烷菌和甲烷氧化菌等)数量、活性与群落组成、酶活性、植物、电子受体、p H和氧化还原电位等几个关键方面分析了盐分影响湿地甲烷排放过程的内在机制。在此基础上提出了今后需重点关注的5个方面:1)加强盐分浓度与组成对湿地甲烷产生、氧化、传输与排放影响的系统性、框架性研究;2)深入探讨盐分背景、变化幅度与速率的耦合如何影响湿地甲烷系列过程;3)不同离子组成及其交互效应如何影响湿地甲烷动态过程;4)结合生物学、基因组学及同位素技术等,加强湿地产甲烷菌与甲烷氧化菌与盐分的关系及其响应研究;5)湿地甲烷对盐分变化响应的时空分异规律。     

石菖蒲醇提物对番茄幼苗防御酶影响

为了探讨石菖蒲醇提物作为一种中药杀菌剂对病菌寄主植物本身防御酶体系的影响,该研究以番茄欧粉贝幼苗和川产道地中药石菖蒲为材料,采用冷浸法制备石菖蒲醇提物,经不同浓度石菖蒲醇提物对番茄幼苗进行处理,用比色法测定多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)的活性,并利用GC-MS联用技术,对石菖蒲醇提物的主要化学成分进行定性分析。结果表明:第1天,醇提物浓度在0.04~0.08 g·mL~(-1)时,PAL活性显著高于对照;随后PAL活性随浓度升高降低;当浓度在0.04~0.16 g·mL~(-1)时,POD活性与对照无显著差异;浓度为0.32 g·mL~(-1)时,POD活性显著高于对照;浓度为0.64 g·mL~(-1)时,POD活性显著低于对照;当浓度在0.04~0.32 g·mL~(-1)时,PPO活性显著高于对照;浓度为0.64 g·mL~(-1)时,PPO活性与对照无显著差异;随着时间的延长,三种酶各处理组之间的差异逐步减少。第4天时,各处理组之间PAI,的活性无显著差异;当浓度为0.04 g·mL~(-1)和0.64 g·mL~(-1)时,PPO活性与对照无显著差异,其余范围均显著高于对照;当浓度在0.08~0.32 g·mL~(-1)时,POD活性数值上均高于对照。以上表明在一定浓度范围内醇提物可以增强防御酶活性,未破坏植物的防御酶体系。因此,该醇提物作为一种新型的中药杀菌剂有巨大的开发和利用潜力。利用GC-MS联用技术,可从醇提物中鉴定出30种化学成分,这些物质中多为苯丙素类物质,如β-细辛醚、α-(细辛醚和顺式甲基异丁香油酚等,其中含量最高的物质为β-细辛醚(42.48%)。这提示在后续的研究中,可针对β-细辛醚等醇提物的主要化学成分进行。     

奇古菌亚硝酸盐还原酶基因相似基因的多样性

摘要:【目的】氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)是奇古菌门中的唯一类群,广泛分布于各个生态系统中,对氮素生物地球化学循环起着重要作用。亚硝酸还原酶是反硝化作用的关键酶,目前关于AOA反硝化作用的研究较少,对AOA 亚硝酸盐还原酶基因多样性的研究有利于揭示AOA在反硝化中的作用。【方法】本研究以水体、沉积物和土壤为研究对象,构建了奇古菌样的nirK基因克隆文库,研究了这些环境中nirK相似基因的多样性。【结果】对奇古菌样的nirK基因文库及其序列分析表明:湖水及其沉积物的 nirK基因克隆文库得到10个OTUs,菜田土壤和水样则有8个OTUs;系统发育进化树表明这些nirK氨基酸序列和Candidatus Nitrosopumilus koreensis AR1,Nitrosopumilus maritimus SCM1最为相似,但相似度较低(53%－68%)。克隆文库多样性指数分析表明:所有样品都存在不同类型的nirK基因,水体样品nirK基因类型的多样性和均匀度高于土壤样品,菜田土壤的nirK基因类型多样性最高,分布最均匀。【结论】本研究表明土壤和淡水环境中奇古菌门nirK基因也具有较高的多样性,并且这些基因型与海洋样品差异非常大,这些基因编码的亚硝酸盐还原酶可能对这些环境中的反硝化作用有重要意义。     

溶藻细菌BS01产二异丁氧基苯基对塔玛亚历山大藻生长的影响

摘要:【目的】利用一株溶藻细菌BS01分泌的杀藻化合物(二异丁氧基苯基)胺作用于赤潮藻———塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense),研究该化合物对塔玛亚历山大藻的作用效果及可能的作用机制。【方法】利用10和20μg/mL的杀藻化合物处理塔玛亚历山大藻,观察藻细胞的响应。【结果】研究发现,利用20μg/mL的杀藻化合物处理藻,24 h后杀藻率达到84.1%,此时细胞内叶绿素a的含量仅为对照的58.5%。而当对藻细胞最大光化学效率(Fv/Fm)进行测定时发现,20 μg/mL的浓度处理24 h后,最大光化学效率相比于对照细胞降低了55.5%,这说明藻细胞的光合作用过程受到抑制。细胞内部的活性氧(ROS)水平在处理0.5 h后即开始增高,并导致细胞内部的脂质过氧化,使细胞内丙二醛(MDA)的含量上升。藻细胞的抗氧化酶如超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性也有不同程度的增高,以清除细胞内部的活性氧。利用透射电镜观察发现,20 μg/mL的浓度处理24 h后,细胞内重要的细胞结构解体,细胞严重空泡化,显示出细胞死亡的特征。【结论】杀藻化合物(二异丁氧基苯基)胺能够通过引起藻细胞内部氧化损伤的方式引起藻细胞的死亡,同时该化合物仅针对少数几种藻类具有杀藻效果,因此该杀藻化合物在赤潮的治理方面具有较好的应用前景。     

高硫高砷金精矿生物预氧化条件优化

摘要:【目的】研究温度以及返回液添加量对体系中氧化效果以及金(Au)氰化浸出率的影响。【方法】针对某高硫高砷金精矿建立了一套连续生物预氧化体系(氧化时间6 d),比较不同的温度(40℃和45℃)和返回液添加量(0和600mL)对生物预氧化效果的影响:间隔8 h连续测定氧化体系中的氧化液、氧化渣以及氰化渣中的总Fe、总S、总As以及SO4 2－和Au含量;并用16S rRNA基因克隆文库的方法对体系中的浸矿菌群结构进行分析。【结果】结果显示,提高温度和添加氧化返回液都会改变体系:升高温度在一定程度上提高了体系的氧化程度,主要表现为显著降低了尾渣中总铁、总硫含量,显著提高了尾渣中的S6 + 比例,并且降低前三槽氧化体系的耗碱量;投加返回液则会降低体系的氧化程度,主要表现为显著提高了尾渣金品位和铁含量,显著降低了尾渣中的S6 + 以及Au 浸出率;Dissimilarity和DCA结果表明温度变化对体系的影响更为显著;氧化过程中的Au 浸出率、硫氧化率以及As 去除率,三者互为显著正相关;克隆文库结果显示,该浸矿菌群主要包括3类细菌: Acidithiocacillus caldu (71%)、Leptospirillum ferriphilum (23%)和Sulfobacillus thermosulfidooxidans(6%),基于97%相似性的OTU覆盖率达93.67%。【结论】研究结果表明,相对于添加返回液,温度变化会更显著的改变体系反应效率。提高体系温度有利于矿物的氧化,而添加返回液会降低Au浸出率。本文首次研究了连续生物预氧化过程中温度梯度和返回液添加对体系的影响,本研究结果对中温生物预氧化工业生产的工艺优化、降低工业运行成本具有重要的指导意义。     

硝酸盐型厌氧铁氧化菌的种类、分布和特性

硝酸盐型厌氧铁氧化(NAFO)是指微生物在厌氧条件下利用硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体,将低价铁(二价铁或零价铁)氧化为高价铁(三价铁)的过程。具有NAFO代谢能力的微生物称为硝酸盐型厌氧铁氧化菌(NAFOM)。NAFO是微生物领域的重大发现,也是环境领域开发新型脱氮技术和地学领域研究铁、氮循环的理论依据。整理文献报道的NAFOM资料,分析NAFOM系统发育性状,探讨典型NAFOM的生态分布及其营养、代谢特性,以期为NAFOM菌种资源的开发、地球铁素和氮素循环的研究、NAFO过程的优化提供借鉴。